医学辐射防护

1. 医学辐射防护 广东省环境辐射研究监测中心 孔令丰

2. 电离辐射的医学应用 X射线诊断学 临床核医学 放射肿瘤学 传统 数学化 诊断 治疗 远距放疗 近距放疗 透视 X－CT 扫描机 敷贴 γ射线 后装腔内 摄影 DSA X射线 腔内 γ相机 组织间 造影 DR SPECT 插植 电子束 横技术 PET 断层 CR 放射性 药物 中子 术中 重粒子 图像存储与传输系统 影像医学 介入放射学 超声成像 磁共振成像 医用辐射各分支学科概况

3. 辐射防护基础 一、辐射防护的目的 防止有害的确定性效应发生，并限制随机性效应的发生慨率使之达到可以接受的水平。 二、辐射防护三原则 辐射实践的正当化、辐射防护的最优化、个人剂量限值。 三、辐射防护基本方法 1.外照射防护基本方法：时间防护、距离防护和屏蔽防护。 2.内照射防护基本方法：降低空气中放射性核素浓度；降低表面污染水平；防止放射性核素进入人体；加速体内放射性核素的排出。

4. 第一章 医用诊断X射线防护 从1895年德国科学家伦琴发现X射线至今，X射线的诊断和治疗就是非常重要的手段之一。现在医用诊断X射线检查在整个医疗照射中占很大比重，其所致公众剂量负担约占全部医疗照射的80%左右。

5. FX200-A型医用诊断X射线机

6. 数字化医用X射线诊疗装置(DR)

7. 计算机放射成像(CR)

8. 多功能X线摄影系统

9. 电源 X线管 控制台 高压发生器 机械装置与辅助装置 X线机结构方框图 聚焦装置 X射线 灯丝 阳极 阴极 钨靶 原射线 放射的有效锥 毫安表 高电压 X线管及基本电路示意图 灯丝电源 管 电 流

10. X线的产生原理 X线的发生程序是接通电源，经过降压变压器，供X线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，使成束的电子，以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨靶原子结构。此时发生了能量转换，其中约1%以下的能量形成了X线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。

11. X射线透视与摄影技术 1.X射线透视：利用X射线的穿透性和荧光作用进行透视检查，X线穿过受检组织或脏器将它们投影到荧光屏上，供医生观察和诊断。 2. X线摄影：利用X线的穿透性和感光性，将受检组织或脏器显象在胶片上，称为X线照相。

12. 一、医用诊断X射线防护 1. 施行X射线诊断检查的正当化 2. 放射防护的最优化 3. 不超过规定的剂量当量限值：放射工作人员任何单一年份剂量当量最高不超过50mSv,连续从事5年以上的年平均有效剂量不超过20mSv; 公众应低于5mSv。 目的是限制随机性效应的发生率、防止非随机效应的发生。 医用诊断X射线防护原则： 根据医用诊断X射线的照射特点，在放射防护工作中应遵循以下原则。

13. 二、 X射线机防护性能GBZ130-2002 医用诊断X射线机防护性能的通用要求: • X射线管必须装在配有限束装置的X射线管套内，构成X射线源组件的一部分，方可使用。 • X射线管组件辐射窗不应比其指定应用所需要的最大射线束所需要的大。 • 除了牙科X射线机外，当X射线源组件在相当于规定的1h最大输入能量加载条件下以标称X射线管电压运行时，其泄漏辐射距焦点1m处，在任一100cm2区域内的平均空气比释动能应不超过1.0mGy/h。 • 各种医用诊断X射线机，对于可在正常使用中采用的一切配置，投向患者体表的X射线束的第一半值层必须分别满足要求。 • 除了乳腺摄影X射线机外，X射线管组件中遮挡X射线束材料的质量等效过滤必须符合如下规定: a)在正常使用中不可拆卸的材料，应不小于0.5mmAl； b)必须用工具才能拆卸的固定附加过滤片与不可拆卸材料总过滤，应不小于1.5mmAl。 • 除了牙科X射线机和乳腺摄影X射线机外，投向患者X射线束中的材料所形成的质量等效总过滤，应不小于2.5mmAl

14. 三、医用诊断X射线机机房防护设施要求 • 医用诊断X射线机机房的设置必须充分考虑邻室及周围场所的防护与安全，一般可设在建筑物底层的一端。 • 机房应有足够的使用面积。新建X射线机房，单管头200mAX射线机机房应不小于24m2，双管头的宜不小于36m2。牙科X射线机应有单独机房。 • 摄影机房中有用线束朝向的墙壁应有2mm铅当量的防护厚度，其他侧墙壁应有1mm铅当量的防护厚度。透视机房各侧墙壁应有1mm铅当量的防护厚度。 设于多层建筑中的机房，天棚、地板应视为相应侧墙壁考虑，充分注意上下邻室的防护与安全。机房的门、窗必须合理设置，并有其所在墙壁相同的防护厚度。 • 机房内布局要合理，不得堆放与诊断工作无关的杂物。机房要保持良好的通风。机房门外要有电离辐射标志，并安设醒目的工作指示灯。 • 受检者的候诊位置要选择恰当，并有相应的防护措施。 • X射线机摄影操作台应安置在具有0.5mm铅当量防护厚度的防护设施内。 • 每台X射线机应配备适量的符合防护要求的各种辅助防护用品，如铅橡胶手套、铅橡胶围裙、铅防护座椅等。 • 各X射线机房内应注意配备专门供受检者使用的各种辅助防护用品，以及固定特殊受检者体位的各种设备。

15. 四、医用X射线诊断防护操作要求 • 医用X射线诊断工作者必须熟练掌握业务技术和射线防护知识，配合有关临床医师做好X射线检查的正当性判断，正确掌握其适用范围，并注意查阅以往检查资料避免不必要的额外检查，合理使用X射线诊断。 • 医用诊断X射线机应按有关规定进行质量控制检测。 • 根据不同诊断检查类型和需要，选择使用合适的设备以及相应各种辅助防护用品(包括供受检者使用的)。 • 参照国际上有关放射诊断的医疗照射指导水平，认真选择各种操作参数，力求受检者所受到的照射是达到预期诊断所需的最低剂量。 • 除了临床必需的透视检查外，应尽量采用摄影检查。 • 采用普通荧光屏透视的工作人员在透视前必须做好充分的暗适应。在不影响诊断的前提下，应尽可能采用“高电压、低电流、厚过滤”和小照射野进行工作。 • 进行消化道检查时，要特别注意控制照射条件和避免重复照射，对工作人员和受检查者都应采取有效的防护措施。 • 摄影时，工作人员必须根据使用的不同X射线管电压更换附加过滤板。 • 摄影时，工作人员应严格按所需的投照部位调节照射野，使有用线束限制在临床实际需要的范围内并与成像器件相匹配。对受检者的非投照部位应采取适当的防护措施。 7.10 摄影时，工作人员应在屏蔽室(区)等防护设施内进行曝光操作，并应通过观察窗等密切关注受检者。7.11 进行X射线摄影检查时，工作人员应注意合理选择胶片以及胶片与增感屏的组合，并重视暗室操作技术的质量保证。7.12 进行X射线检查时，只要可行，就应对受检者的辐射敏感器官(例如性腺、眼晶体、乳腺和甲状腺等)采取适当的屏蔽保护。7.13 施行X射线检查时应注意候诊受检者的防护。摄影中除正在接受检查的受检者外，其他人员不应留在机房内。透视时拟同时进入机房候诊的受检者要恰当安置，并有相应屏蔽防护措施。7.14 只有在把受检者送到固定设备进行检查不现实或医学上不可接受的情况下，并采取相应防护措施(包括距离和屏蔽防护等)后，才可使用移动或携带式X射线机施行检查。携带式X射线机不宜用于常规透视。7.15 在X射线检查中，对儿童等特殊受检者可采取相应固定体位措施。对有正当理由需要检查的孕妇应注意尽可能保防胚胎或胎儿。当受检者需要扶携时，对扶携者也应采取相应的防护措施。7.16 在放射诊断临床教学中，对学员必须进行射线防护知识教育，并注意他们的防护;对示教病例严禁随意增加曝光时间。

16. 摄影时，工作人员应在屏蔽室(区)等防护设施内进行曝光操作，并应通过观察窗等密切关注受检者。摄影时，工作人员应在屏蔽室(区)等防护设施内进行曝光操作，并应通过观察窗等密切关注受检者。 • 进行X射线摄影检查时，工作人员应注意合理选择胶片以及胶片与增感屏的组合，并重视暗室操作技术的质量保证。 • 进行X射线检查时，只要可行，就应对受检者的辐射敏感器官(例如性腺、眼晶体、乳腺和甲状腺等)采取适当的屏蔽保护。 • 施行X射线检查时应注意候诊受检者的防护。摄影中除正在接受检查的受检者外，其他人员不应留在机房内。透视时拟同时进入机房候诊的受检者要恰当安置，并有相应屏蔽防护措施。 • 只有在把受检者送到固定设备进行检查不现实或医学上不可接受的情况下，并采取相应防护措施(包括距离和屏蔽防护等)后，才可使用移动或携带式X射线机施行检查。 • 在X射线检查中，对儿童等特殊受检者可采取相应固定体位措施。对有正当理由需要检查的孕妇,应注意尽可能保护胚胎或胎儿。当受检者需要扶携时，对扶携者也应采取相应的防护措施。 • 在放射诊断临床教学中，对学员必须进行辐射防护知识教育，并注意他们的防护;对示教病例严禁随意增加曝光时间。

17. 五、X射线工作人员的防护 1. 剂量当量限值 五年内平均每年不得超过 20mSv；任何一年中有效剂量不超过50mSv。 2. 个人防护措施 1）时间防护—尽量缩短接触射线时间 2）距离防护—增加与X射线管间的距离 3）屏蔽防护—使用防护设施和个人防护 用品 4）剂量监测

18. 六、受检者的防护 1. 受检者医疗照射剂量指导水平 电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB18871-2002 附录G 2. 贯彻正当化原则 3. 减少受检者受照剂量 4. 妇女和儿童X射线检查的防护 5. 加强放射防护监督管理和质量控制

19. 放射诊断的医疗照射指导水平 典型成年受检者X射线摄影的剂量指导水平

20. 典型成年受检者X射线透视的剂量率水平

21. 七、 CT的放射防护 1972年英国EMI公司的Hounsfield研制成世界上第一台XCT机。CT（Computed Tomography）是计算机断层扫描的缩写。克服了X光机平面图像在深度方向的重叠，可以得到人体脏器的断层（即一薄层）图像，许多断层像可以重建成三维的立体像。

22. 1. CT检查的X射线束为窄束，而普通X线检查是宽束X射线； 2. CT检查的X射线，一般在120kV以上，而普通X光机的X射线一般为50-100kV。因此，CT所用的X射线质硬，穿透力强，防护较普通X射线要困难一些。 CT机与普通X光机虽然都是利用X射线但在量和质以及能量转移方式等方面明显不同：

23. X射线计算机断层扫描(CT)

24. GE公司的XCT

25. XCT扫描系统的结构 XCT扫描系统主要由采样系统和图像处理系统两大部分组成。 采样系统：X射线管，探测器 图像处理系统：核心是计算机，外设，图象显示器和软件

26. 采样系统和图像处理系统 采样系统 图像处理系统

27. 医用CT诊断机房的辐射屏蔽 • 机房屏蔽目标： 1）机房外人员年剂量当量〈0.3mSv 2）距机房外表面0.3m处，1min内空气比释动能率〈7.5μSv/h。 • 屏蔽要求： 1）一般工作量，2mmPb当量(16cm砼） 2）较大工作量，2.5mmPb当量 (20cm砼）

28. 八、 介入放射学辐射防护 介入放射学是近年兴起并发展的一门集医学影像、临床诊断、治疗学为一体的边缘学科。介入放射学手术操作是在X射线透视、CT导向下进行。因此，手术医生和诊疗患者都要受到X射线的照射，且透视曝光时间较长。

29. 介入放射学透视设备

30. 防护措施 1. 辐射防护三原则、医生与病人防护兼顾、固有防护和个人防护结合； 2. 时间、距离、屏蔽防护； 3. X射线机房的防护，适宜的面积、通风、足够的防护厚度； 4. 优选曝光条件； 5. 使用介入防护装置。

31. 第二章 放射治疗的防护 放射治疗是利用各种电离辐射照射肿瘤组织，以达到治疗恶性肿瘤的目的，临床上主要使用三大类放射治疗设备：X射线治疗机，同位素治疗机和医用加速器。

32. 1895年伦琴发现X射线 • 1942年原子反应堆问世，制造出多种人工放射性同位素 • 50年代Co-60治疗机出现 • 60年代医用电子感应加速器、医用电子直线加速器应用于临床 • 70年代开始对中子、质子、负π介子和重离子等的应用进行研究，出现X-刀和γ-刀 • 80年代后对恶性肿瘤的70％进行放射治疗 肿瘤放射治疗学的历史

33. 北京医疗器械研究所生产的BJ-14医用驻波电子直线加速器北京医疗器械研究所生产的BJ-14医用驻波电子直线加速器

34. MM50治疗系统

35. γ刀治疗系统

36. 一、医用X治疗机的防护 医用治疗X射线机与钴-60,加速器相比,由于百分深度剂量低,能量低,易于散射和剂量分布差等缺点,逐渐被淘汰. 医用治疗X射线机与医用诊断X射线机的防护原理和方法基本相同可参考前一章.

37. 深部X射线治疗机

38. 二、医用电子加速器的防护 目前、临床放射治疗使用的主要为医用电子直线加速器、能量范围一般为1-50MeV。 与Co-60治疗机相比它具有以下优点： 1. 穿透力强 2. 束流特性好 3. 能提供多挡能量的X射线和电子束 4. 剂量率高 5. 照射野大、深部剂量特性好

39. 医用电子直线加速器

40. 加速器的主要结构和原理示意图

41. 医用电子加速器的主要结构和原理

42. 电子加速器产生的辐射 • 主射线辐射—用于治疗目的,由于电子线贯穿能力较弱,辐射防护主要是针对X射线; • 漏射线辐射—由靶向外从各个方向上穿过辐射头泄漏出来的射线; • 散射线; • 中子辐射—高于10MeV产生; • 感生放射性—虽然半衰期短,但停机后依然存在; • 微波辐射; • 有害气体—臭氧、氮氧化物.

43. 加速器的技术要求 • 防止超剂量照射 • 有用线束内杂散辐射限制 • 有用线束外泄漏辐射限制 • 感生放射性限制

44. 加速器治疗室防护要求 • 治疗室选址和建筑设计必须符合相应的放射防护法规和标准要求，保障周围环境安全 • 有用线束直接投照的防护墙(包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计，其余墙壁按次级辐射屏蔽要求设计。 • 穿越防护墙的导线、导管等不得影响其屏蔽防护效果。 • X射线标称能量超过10MeV的加速器，屏蔽设计应考虑中子辐射防护。 • 治疗室和控制室之间必须安装监视和对讲设备。 • 治疗室应有足够的使用面积。 • 治疗室入口处必须设置防护门和迷路，防护门必须与加速器联锁。 • 治疗室外醒目处必须安装辐照指示灯及辐射危险标志。 • 治疗室通风换气次数应达到每小时3～4次。

45. 加速器安全操作要求 1. 加速器使用单位必须配备工作剂量仪、水箱等剂量测量设备，并应配备扫描仪、模拟定位机等放射治疗质量保证设备。 2. 使用单位必须有合格的放射治疗医生、物理人员及操作技术人员;操作人员必须经过培训，并经考核合格后方可上岗。 3. 操作人员必须遵守各项操作规程，认真检查安全联锁，禁止任意去除安全联锁，严禁在去除安全联锁的情况下开机。 4. 辐照期间，必须有两名操作人员值班，认真做好当班记录，严格执行交接班制度。 5. 严禁操作人员擅自离开岗位，必须密切注视控制台仪表及患者状况，发现异常及时处理。 6. 辐照期间，除接受治疗的患者外，治疗室内不得有其他人员。 7. 必须防止各类事故，万一发生意外，立即停止辐照，及时将患者移出辐射野，并注意保护现场，便于正确估算患者受照剂量，作出合理评价。

46. 加速器辐射防护监测 1. 加速器安装竣工投入运行前或运行参数及屏蔽条件等发生改变时，必须有省级辐射防护监督监测部门对有关区域进行全面的辐射监测和辐射安全评价。 2. 在正常运行情况下，工作场所和周围区域辐射水平每年监测一次;安全联锁系统每月检查一次。 3. 操作人员必须进行个人剂量个人剂量监测。 4. 加速器剂量监测系统定标每周监测一次，百分深度剂量、均整度每半年监测一次。 5. 所有监测资料必须详细记录，并妥善保管，存档备案。

47. 三、医用γ射线远距离治疗的防护 医用γ射线远距离治疗机的辐射源主要是钴-60，故俗称钴机，它具有结构简单，易于操作、造价低、维修方便等优点。

48. Co-60治疗机（HMD-I）型

49. 伽马远距离治疗装置原理

50. γ远距治疗设备的放射防护性能要求 • 放射源置于贮存位置时，放射源防护屏蔽周围杂散辐射空气比释动能率的限值为：距放射源防护屏蔽表面5cm的任何可接近位置不大于0.2mGy/h；距放射源1m的任何位置上，不大于0.02mGy/h。 • 在正常治疗距离处，对任何尺寸的照射野，透过准直器的泄漏辐射的空气比释动能率都不得超过在相同距离处，照射野为10cm×10cm的辐射束轴上最大空气比释动能率的2%。 • 最大有用射束外泄漏辐射的限值为： • 在正常治疗距离处，以辐射束轴为中心并垂直辐射束轴、半径为 2m园 平面中的最大辐射束以外的区域内，最大泄漏辐射的空气比释动能率不得超过辐射束轴与10cm×10cm照射野平面交点处的最大空气比释动能率的0.2%；平均泄漏辐射的空气比释动能率不得超过最大空气比释动能率的0.1%。 • 距放射源1m处，最大有用射束外泄漏辐射的空气比释动能率不得超过 辐射束轴上距放射源1m处最大空气比释动能率的0.5%。 • 载源器的表面由于放射源泄露物质所造成的辐射污染水平低于4Bq/cm2。